型钢混凝土结构梁柱节点的深化设计与施工

关键词：型钢混凝土；结构梁柱；框架节点；锚固；深化设计 

　　1 工程简介 

　　1.1 建设工程概况 

　　俊豪ICFC位于重庆市江北区江北嘴金融城2号，是由A塔楼、B塔楼、裙房7层、地下室7层组成的集商业、办公、酒店一体的城市综合体工程。A塔楼地上64层，基础为筏板基础，A塔结构型式为框架-核心筒结构，核心筒柱、外框柱、局部楼层梁采用型钢混凝土组合结构。 

　　1.2 钢结构设计概况 

　　裙楼及地下室布置42根H型钢柱、裙楼6层、7层中庭位置及屋面局部位置设大跨度钢梁。A塔核心筒布置84根钢柱（十字柱和H型柱），外框布置18根十字形钢柱。 

　　2 梁柱节点深化设计 

　　2.1 深化设计流程 

　　由于结构设计图的深度无法满足钢结构施工的需求，因此必须根据结构设计图细化钢结构施工详图后，才能进行钢结构的制作、安装。 

　　采用专业的设计建模软件Tekla Structures建立钢结构模型，后转化成CAD图形文件，图形文件必须符合绘图标准。 

　　钢结构施工详图须经原设计审核认可、业主认可后才能进行施工。钢构件制作、安装须根据经审核、认可后的施工详图进行，施工详图也是后续工程结算的依据。 

　　2.2 钢结构深化设计对节点的处理 

　　型钢混凝土柱与多根框架梁相交，节点处有钢筋密集，梁筋、柱筋及柱箍筋与型钢的连接处理相当困难。根据现场施工情况，与设计、业主、监理进行专项讨论后确定采取梁、柱钢筋避让、弯锚、焊套筒、设钢筋搭筋板、钢筋连接牛腿或上述措施相结合等。通过详图深化设计，解决了型钢混凝土框架节点钢筋穿插困难问题，又确保了现场钢筋安装施工。 

　　2.2.1 梁主筋搭筋板焊接锚固。梁主筋上部、下部只有1排钢筋时，遇H型钢骨柱时，在钢骨柱翼缘板或腹板上设置连接板（板的宽度同翼缘板或腹板宽度，板长度为5d+50mm）。遇十字型钢骨柱时，十字柱内的传力板也需作为梁主筋连接板使用。搭接长度不小于5d。连接板及传力板与柱翼缘等强焊接。 

　　2.2.2 梁主筋套筒锚固。梁主筋上部、下部有2排钢筋时，当2排筋避让至钢骨柱两侧，若钢筋无法避让到钢骨柱外侧时，在型钢柱柱翼缘或腹板上焊接套筒进行锚固。 

　　2.2.3 梁主筋焊接牛腿锚固。当梁主筋上部、下部有2排及以上钢筋且钢筋数量较多时，型钢柱翼缘两侧各布置2根钢筋，避让钢柱弯锚设置或者拉通，余下钢筋与型钢柱上的连接牛腿焊接，保证钢筋锚固。 

　　2.2.4 上述2.2.1、2.2.2、2.2.3措施联合使用保证梁筋锚固。当梁主筋上部或下部有2排钢筋时，且梁两边均有钢骨柱，梁筋无法避让钢骨柱。此时采用搭筋板与套筒交错布置，保证钢筋锚固。 

　　2.2.5 柱纵筋避让钢牛腿或搭筋板。因用于钢筋焊接的牛腿或搭筋板阻挡了部分主筋的位置，此时采用柱筋避让至钢牛腿或搭筋板两侧，柱筋避让区域增加构造钢筋，或者在搭筋板位置处开口，让柱筋通过。 

　　2.2.6 柱纵筋套筒和竖向搭筋板锚固。因用于钢筋焊接的牛腿阻挡了部分主筋的位置，此时采用在牛腿下翼焊接套筒，下翼缘设置竖向搭筋板，保证柱纵筋锚固。 

　　2.2.7 柱子箍筋节点区的连接。由于型钢柱腹板阻挡了柱子拉筋的通过，采用在型钢柱腹板区域内焊接竖向拉钩板，保证拉筋的连接。 

　　在型钢柱上钢梁连接牛腿或用于梁筋连接的牛腿阻挡了柱子箍筋的通过，采用在牛腿腹板上焊接竖向搭筋板用于箍筋的连接。 

　　3 型钢梁、柱节点区施工要求 

　　3.1 钢构件加工 

　　对深化详图和结构图纸进行复核、检查，确认无误后，由项目技术负责人对钢结构加工相关人员进行交底并做好相关记录，钢构件加工过程中需安排专业技术人员进行指导、监督、检查，以确保构件与图纸相稳合。 

　　钢构件的加工在专业工厂进行，其中搭筋板、牛腿、套筒等的焊接全部在加工厂内完成。钢构件的加工进度必须提前2～3层，不得影响土建施工进度。 

　　3.2 现场安装顺序 

　　下层梁板混凝土浇筑→套柱箍筋（暂不绑扎）→上节型钢柱吊装→上、下节型钢柱校正、焊接、探伤→柱纵筋连接→柱箍筋绑扎→支模架搭设→支梁底模→梁主筋就位，穿箍筋（节点500mm内梁箍筋暂不就位绑扎）→梁下部主筋焊接，梁上部主筋焊接→梁箍筋绑扎→支梁柱侧模→板钢筋绑扎→隐蔽验收→浇筑混凝土。 

　　3.3 型钢节点处钢筋安装要求 

　　项目技术负责人对相关人员进行交底并做好记录，对结构图纸和深化详图进行核对，检查型钢柱、梁构件规格、钢筋加工件等与结构图纸是否相符，确认无误后，方可进行钢筋安装作业。专业技术人员、质量检查人员对安装过程进行监督、检查。 

　　柱纵筋：严格按结构图纸、深化详图及相应技术核定单要求进行柱纵筋布置，遇牛腿或搭筋板位置，按照深化设计要求，需要避让型钢柱的进行避让（避让区域内构造筋布置应符合设计及相应技术核定单要求），需要从搭筋板开口处通过的应通过，需要在牛腿下翼缘竖向搭筋板上焊接的，应进行焊接，搭接焊缝长度及焊接质量符合相关规范要求。需要在牛腿上翼缘进行套筒连接的，应通过套筒将柱纵筋锚固。 

　　柱箍筋：严格按结构图纸、深化详图及相应技术核定单要求进行柱箍筋布置，对焊接在竖向搭筋板上的箍筋，搭接焊缝长度、焊接质量等应符合相关规范要求。 

　　梁主筋：严格按结构图纸、深化详图及相应技术核定单要求进行梁主筋布置，对应焊接在搭筋板上、传力板及牛腿上的梁主筋，其搭接焊缝长度及焊接质量应符合相关规范要求。对采用套筒锚固的，应按要求拧紧钢筋螺纹端头。 

　　梁箍筋：型钢框架节点区所有的柱纵筋、柱箍筋、梁主筋就位、焊接、绑扎完成后，才能进行节点区梁端箍筋绑扎。 

　　4 型钢混凝土节点区混凝土施工要求 

　　4.1 施工难点 

　　4.1.1 节点处钢筋密集、振捣棒动作空间小。 

　　4.1.2 节点区，搭筋板、传力板、钢牛腿等部位较封闭，不利于混凝土的流动、不利于振捣棒的操作。 

　　4.1.3 型钢混凝土梁柱节点交界处，梁与柱混凝土强度等级不一致。 

　　4.2 采取措施 

　　4.2.1 控制混凝土中骨料的最大粒径不大 

　　于25mm。 

　　4.2.2 节点区混凝土振捣时采用小直径的振捣棒，并指定经验丰富振捣工专人负责节点区域振捣。 

　　4.2.3 搭筋板、传力板、钢牛腿位置在深化时设计专门的振捣孔，保证振捣棒顺利的下插，且在此位置应做好浇筑和振捣。密切关注混凝土的流动情况，保证混凝土密实度。 

　　4.2.4 梁柱节点交界处，梁端应按结构设计说明浇筑500mm斜面梁段同柱混凝强度等级，在混凝土初凝前浇筑梁板混凝土，应加强混凝土的振捣和养护。 

　　5 结语 

　　型钢混凝土结构节点区钢筋密集，钢骨柱的阻碍给钢筋施工造成较大困难。通过深化设计采取钢筋避让、焊接搭筋板、焊接牛腿、焊套筒、弯锚等措施，保证了钢筋安装施工的可操作性，解决了型钢混凝土节点区域钢筋密集、钢筋锚固困难的难题，确保了钢筋的锚固。